Расчет пускового реостата для двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Для уменьшения пускового тока применяют пусковые реостаты или пусковые резисторы (рис. 2.1, а). Сопротивления их должны быть такими, чтобы ток в момент пуска I₁=(2…2,5)*I_H. В этом случае он не опасен, так как пуск длится кратковременно, а за­тем искрение и момент снижаются до допустимого уровня. Меньший ток выбирать нецелесообразно, так как пуск слишком затягивается.

а) схема электрическая принципиальная;

б) пусковая диаграмма;

в) изменение скорости, момента и тока якоря в зависимости от времени

Рис. 2.1 – Пуск двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Обычно пусковые реостаты имеют несколько ступеней. Чем боль­ше число ступеней, тем плавнее и быстрее происходит пуск, но при этом усложняется схема управления двигателем и требуется большее количество аппаратов. Секции реостата замыкаются пооче­редно вручную или автоматически в тот момент, когда пусковой ток уменьшится до некоторого значения тока переключения I₂ (рис. 2.1, б). Момент замыкания каждой секции выбирают согласно расчету, а схема настраивается на автоматическое управление пуском в функции времени, тока или напряжения.

Пусковая диаграмма (рис. 2.1, в) представляет собой совокуп­ность нескольких скоростных (механических) характеристик, изображающих на графике пуск двигателя. Момент пуска соответ­ствует точке б, разгон происходит по отрезкам прямых: бе, гд, еж, зн. Точки в, д, ж соответствуют моменту замыкания секций реостата, а отрезки вг, де и жз - возрастанию тока. Если пуск происходит без нагрузки, то он заканчивается в точке с; если с половинной нагрузкой, то - в точке р, а если с номинальной, то - в точке н.

Отрезки на вертикальной линии номинального тока км, лм, мн в некотором масштабе соответствуют сопротивлениям отдельных секций R1, R2, R3, а отрезок нп - сопротивлению цепи якоря двигателя R_a. Отрезок ип пропорционален механической работе двига­теля при полностью введенном реостате, а кп - электрическим поте­рям в трех секциях реостата и в якоре.

Пусковую диаграмму можно построить в относительных едини­цах: ω^* =f(I^*).

График пуска двигателя в зависимости от времени показан на рис. 2.1, в. В начальный момент ток якоря мгновенно или почти мгновенно возрастает от 0 до I₁, а затем в течение вре­мени t₁ уменьшается по экспоненциальному закону до значения I ₂. В этот момент замыкается первая секция реостата R1 и ток снова возрастает до значения I₁, и т. д.

Экспоненты тока не успевают достичь своих установившихся значений и только по­следняя, соответствующая работе двигателя на естественной ха­рактеристике, достигает некоторого установившегося значения.

Точно так же изменяется во времени электромагнитный мо­мент двигателя. Скорость якоря растет по ступенчатым экспонен­там и в конце пуска достигает номинального значения, если пуск происходит при полной нагрузке.

На рис. 2.1, б, в штриховой линией показан реальный пуск. Он отличается от идеального (сплошная линия) тем, что ток в. момент замыкания секций возрастает не мгновенно. Это объяс­няется противодействием вихревых токов в магнитной системе и ЭДС самоиндукции в обмотке якоря, которые согласно закону Ленца препятствуют изменению тока.

Механические и скоростные характеристики, на которых сказывается влияние этих факторов, называются динамическими в противоположность статическим.